Um asteróide nosso vizinho pode ser um pedaço perdido da Lua

A Lua domina a nossa visão do céu noturno. Mas não é a única coisa que orbita a Terra. Um pequeno número do que os cientistas chamam de quase-satélites também orbita a Terra.

Um deles chama-se Kamo’oalewa e é um asteroide próximo da Terra. É semelhante à Lua em alguns aspectos. Será que é um pedaço da Lua?

Kamo’oalewa foi descoberto em 2016 com o Pan-STARRS no Observatório de Haleakala. É um objeto incomum porque a sua órbita muda com o tempo. Mas à medida que muda, fica sempre perto da Terra.

A sua superfície também é notável. Reflete a luz da mesma forma que a Lua, graças à presença de silicatos. Essa é uma pista intrigante para as suas origens, mas não é a única pista. Embora Kamo’oalewa não seja o único quase-satélite, nem o único no grupo Apollo, é o menor, o mais próximo e o mais estável deles.

Um novo estudo, liderado por José Daniel Castro-Cisneros, do Departamento de Física da Universidade do Arizona, examina a órbita do objeto para entender se poderia ser ejetado da Lua.

Às vezes, pequenos corpos no Sistema Solar não seguem órbitas heliocêntricas. Em vez disso, devido às ressonâncias orbitais, podem partilhar a órbita de um planeta massivo. Estes são chamados de objetos coorbitais, e os troianos de Júpiter são um grupo de tais objetos.

Existem três tipos principais de coorbitais: Troiano/girino (T), ferradura (HS) e satélite/quase-satélite retrógrado (QS). Os dois tipos importantes nesta pesquisa são os dois últimos: HS e QS .

Kamo’oalewa está além da Esfera da Colina da Terra, que é uma região do Espaço que domina a atração de satélites. A Lua está dentro da Esfera da Colina e, embora a sua órbita esteja sujeita a pequenas perturbações e mudanças, ela é bastante estável. Mas Kamo’oalewa está fora da esfera e a sua órbita é altamente elíptica. É chamado de quase-satélite porque o Sol exerce mais força sobre ele do que a Terra.

A Terra tem 21 objetos coorbitais: dois são troianos, seis estão no estado QS e 13 estão em movimento HS. Mas Kamo’oalewa é diferente dos outros objetos QS. Os outros 20 estão apenas temporariamente nos seus estados coorbitais, geralmente por menos de algumas décadas, enquanto que Kamo’oalewa persiste e faz a transição entre o movimento HS e o movimento QS há séculos. Continuará a fazer isso durante séculos.

Mas porquê? “Considerando a sua órbita semelhante à Terra e a sua semelhança física com os materiais da superfície lunar, exploramos a hipótese de que pode ter se originado como um fragmento de detritos de um impacto de meteoro com a superfície lunar”, afirma o artigo.

Os cientistas usaram computadores para simular eventos com uma ampla variedade de valores ​​e ver o que encontram. Neste artigo, os investigadores modelaram partículas ejetadas da Lua por colisões. “Realizamos simulações numéricas da evolução dinâmica de partículas lançadas de diferentes locais na superfície lunar com uma variedade de velocidades de ejeção”, escrevem.

A maioria das partículas na sua simulação deixa a vizinhança da Terra e da sua Lua e faz a transição para orbitais ao redor do Sol, o que não é surpreendente. A massa dominante do Sol influencia tudo no Sistema Solar.

Mas alguns – apenas um pequeno número – não entram em órbitas heliocêntricas. Em vez disso, ocupam órbitas semelhantes à órbita de Kamo’oalewa. “À medida que esses objetos ejetados escapam do ambiente Terra-Lua e evoluem para órbitas heliocêntricas, descobrimos que uma pequena fração das condições de lançamento produz resultados compatíveis com o comportamento dinâmico de Kamo’oalewa”, escrevem.

Kamo’oalewa tem uma inclinação eclíptica moderada de cerca de 8º. Na simulação, a maioria das partículas ejetadas tem inclinações ainda menores que isso, geralmente entre 1º e 3º. Mas algumas alcançaram inclinações mais altas semelhantes às de Kamo’oalewa.

As simulações mostram que Kamo’oalewa não precisava de ter começado a sua jornada com a sua inclinação maior do que a de outras partículas. A sua inclinação também não fica em 8º. Durante aproximações da Terra, ele tem saltos de inclinação que se acumulam ao longo de centenas de anos e depois se dissipam ao longo de milhares de anos.

“Estes resultados demonstram que a inclinação de Kamo’oalewa pode ter surgido de uma inclinação inicial menor através de picos em aproximações próximas durante seu estado de HS”, explicam os autores.

A superfície da Lua é coberta por crateras de impacto, e o registo histórico mantido nessas crateras constitui um bom teste para a hipótese do impacto lunar de Kamo’oalewa.

“As velocidades de ejeção lunar necessárias para obter os resultados coorbitais parecem ser alcançáveis ​​em impactos meteoróides na Lua”, escrevem os autores. Os impactos na superfície lunar normalmente têm velocidades de impacto de 22 km/s e podem chegar a 55 km/s. Outros estudos de simulação mostram que impactos com essas velocidades podem ejetar detritos viajando a uma velocidade de até 6 km/segundo, bem acima do limite de 2,4 km/s para escape.

Estudos de crateras lunares também mostram que grandes crateras de impacto com mais de 33 km de diâmetro ocorrem uma vez a cada 25 milhões de anos, e essas grandes crateras são prováveis ​​fontes de material ejetado de impacto que viaja rápido o suficiente para escapar da Lua.

Os autores dizem que um estudo futuro ainda terá que abordar qual a cratera específica que pode ter sido a fonte de Kamo’oalewa. Se os cientistas puderem provar que Kamo’oalewa é um pedaço da Lua, isso abre algumas possibilidades intrigantes.

Fala-se em missões para Kamo’oalewa, mas podem ser modestas. Em 2017, uma equipe de assistentes de pesquisa de pós-graduação apresentou um plano para enviar uma pequena nave espacial ao asteróide. A proposta foi chamada de “A MISSÃO DE CARACTERIZAÇÃO E OBSERVAÇÃO DE ASTERÓIDES PRÓXIMOS DA TERRA (NEACO)”.

Num documento de conferência de 2019, um grupo de cientistas da NASA propôs a missão New Moon Explorer. Seria uma pequena missão de nave espacial. Ambos os conceitos concentraram-se em determinar a massa, densidade, composição, características do regolito e outras propriedades do asteróide.

Kamo’oalewa é pequeno, talvez com apenas 40 metros de diâmetro. Mas isso não impediu a China de desenvolver uma missão própria mais ambiciosa. Chama-se Tianwen-2 e, juntamente com a própria nave espacial, haverá um nano-órbita e um nano-lander.

O nano-lander revolherá uma amostra do asteroide que será devolvida à Terra para análise. Tianwen-2 deve ser lançado em 2025 e também visitará o cometa 311P/PANSTARRS do cinturão principal.

Se uma ou todas essas missões forem bem-sucedidas, podemos finalmente saber se Kamo’oalewa é realmente um pedaço da Lua.